KR20210118052A - Solar cell stacking - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제1 및 제2 기판을 포함하는 태양광 전지 시트에 관한 것으로, 제1 및 제 2 기판은 가요성이고 롤 투 롤 인쇄에 적합하며, 상기 태양광 전지 시트는 하나 이상의 자급형 태양광 전지 유닛을 또한 포함하고, 각각의 자급형 태양광 전지 유닛은 하나 이상의 태양광 전지 모듈을 포함하며, 각각의 태양광 전지 모듈은 복수의 직렬 연결된 태양광 전지를 포함하고, 상기 각각의 태양광 전지 모듈은, 상기 제1 가요성 기판의 제1 기판 부분 및 상기 제2 기판의 제2 기판 부분, 상기 제1 및 제2 기판 부분 사이에 배치된 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극; 및 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극 사이에 배치된 적어도 하나의 유기 활성 층을 포함하고, 제1 접착제 재료의 연속 또는 불연속 부분은 상기 태양광 전지 유닛 각각을 둘러싼다. 본 발명은 또한 하나 이상의 자급형 태양광 전지 유닛을 포함하는 태양광 전지 시트를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell sheet comprising first and second substrates, the first and second substrates being flexible and suitable for roll-to-roll printing, the solar cell sheet comprising one or more self-contained solar panels also comprising a cell unit, each self-contained photovoltaic cell unit comprising one or more photovoltaic cell modules, each photovoltaic cell module comprising a plurality of series connected photovoltaic cells, wherein each photovoltaic cell The module includes: a first substrate portion of the first flexible substrate and a second substrate portion of the second substrate, a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes disposed between the first and second substrate portions; and at least one organic active layer disposed between the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes, wherein a continuous or discontinuous portion of the first adhesive material surrounds each of the solar cell units. The present invention also relates to a method of making a solar cell sheet comprising one or more self-contained solar cell units.
Description
본 발명은 적층형 태양광 전지 시트 및 적층형 태양광 전지 시트의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laminated photovoltaic cell sheet and a method for manufacturing a laminated photovoltaic cell sheet.
지구 온난화를 완화하기 위해, 에너지 생성이 화석 연료에 의해 지배되는 것에서 기후 영향이 적은 소스로 바뀌어야 한다. 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 변환하는 태양광 전지는 미래 에너지 시스템의 주요 전기 공급원이 될 것으로 예상된다. 태양광 전지는 일반적으로 용융, 정제 및 실리콘 결정으로 성장하는 실리콘 산화물에서 생산된다. 이것은 에너지를 많이 소비하는 공정이며, 에너지 소비가 적은 제조 공정을 가진 많은 박막 기술이 개발된 이유이다. 일반적으로, 박막(thin film) 태양광 전지는 두 전극 사이에 샌드위치된 광활성 반도체를 포함한다. 유기 태양광 전지는 두 개 이상의 유기 반도체의 미세 혼합물로 구성된 광활성 층을 가진 박막 태양광 전지의 예이다. 이러한 종류의 태양광 전지의 큰 이점은 롤 투 롤 공정으로 인쇄될 수 있으므로, 대 면적 태양광 전지 또는 태양광 전지 모듈을 생산할 수 있다는 것이다. 또한, 재료 사용 및 공정 에너지가 매우 낮아 기후에 미치는 영향이 매우 적다. 이러한 재료는 또한 확산 광을 전기로 변환하는데 효율적이다. 이를 통해 유기 태양광 전지를 벽과 같은 수직 표면에도 배치할 수 있다.To mitigate global warming, energy generation must shift from being dominated by fossil fuels to sources with less climate impact. Photovoltaic cells, which directly convert light energy into electrical energy, are expected to become the main source of electricity for future energy systems. Solar cells are typically produced from silicon oxide that is melted, refined, and grown into silicon crystals. This is an energy consuming process, which is why many thin film technologies with low energy consuming manufacturing processes have been developed. In general, thin film solar cells include a photoactive semiconductor sandwiched between two electrodes. An organic solar cell is an example of a thin film solar cell with a photoactive layer composed of a fine mixture of two or more organic semiconductors. A great advantage of this kind of photovoltaic cell is that it can be printed in a roll-to-roll process, thus producing large area photovoltaic cells or photovoltaic modules. In addition, the material use and process energy are very low, so the impact on the climate is very small. These materials are also efficient at converting diffused light into electricity. This allows organic photovoltaic cells to be placed even on vertical surfaces such as walls.
그러나, 태양광 전지 모듈에서 재료의 노화 및 열화 문제는 공지된 이슈이며 시간이 지남에 따라 태양광 전지의 기능에 영향을 미쳐서, 효율성 감소, 단락 및 최악의 경우 태양광 전지 모듈의 오작동으로 이어진다. 따라서, 특히, 시간이 지남에 따라 태양광 전지 유닛의 기능을 개선할 필요가 있다.However, the problem of aging and deterioration of materials in photovoltaic modules is a known issue and affects the functioning of the photovoltaic cells over time, leading to reduced efficiency, short circuits and, in the worst case, malfunctioning of the photovoltaic cells. Therefore, there is a need, in particular, to improve the functioning of the solar cell unit over time.
따라서, 본 발명의 목적은 현재의 기술 상태를 개선하고 상기 언급된 단점 중 적어도 일부를 완화하는 것이다. 이들 및 다른 목적은 첨부된 청구 범위에 정의된 바와 같은 강화된 태양광 전지 시트 및 이러한 강화된 태양광 전지 시트를 제조하는 방법을 제공함으로써 달성된다.Accordingly, it is an object of the present invention to improve the current state of the art and alleviate at least some of the disadvantages mentioned above. These and other objects are achieved by providing a reinforced solar cell sheet as defined in the appended claims and a method of making such a reinforced solar cell sheet.
본원 명세서에서 예시적인 용어는 예, 사례 또는 예시로서 이해되어야 한다.Exemplary terms herein are to be understood as examples, instances or examples.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 제1 및 제2 기판을 포함하는 태양광 전지 시트를 제공하며, 제1 및 제 2 기판은 가요성이고 롤 투 롤 인쇄에 적합하며, 태양광 전지 시트는 하나 이상의 자급형(self-contained) 태양광 전지 유닛을 또한 포함하고, 각각의 자급형 태양광 전지 유닛은 복수의 직렬 연결된 태양광 전지를 포함하며, 각각의 태양광 전지 모듈은,According to a first aspect of the present invention, there is provided a solar cell sheet comprising first and second substrates, wherein the first and second substrates are flexible and suitable for roll-to-roll printing, wherein the solar cell sheet is one Also comprising the above self-contained photovoltaic cell unit, each self-contained photovoltaic cell unit comprising a plurality of series connected photovoltaic cells, each photovoltaic cell module comprising:
제1 가요성 기판의 제1 기판 부분 및 제2 기판의 제2 기판 부분,a first substrate portion of the first flexible substrate and a second substrate portion of the second substrate;
제1 및 제2 기판 부분 사이에 배치된 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극;a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes disposed between the first and second substrate portions;
복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극 사이에 배치된 적어도 하나의 유기 활성 층을 포함하고,at least one organic active layer disposed between the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes;
접착제 재료의 연속적인 또는 불연속적인 부분은 각각의 태양광 전지 유닛을 둘러싸고 및/또는 한정한다.A continuous or discontinuous portion of the adhesive material surrounds and/or defines each solar cell unit.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 태양광 전지 시트를 제조하는 방법이 제공되며, 태양광 전지 시트는 하나 이상의 자급형 태양광 전지 유닛을 포함하고, 각각의 자급형 태양광 전지 유닛은 하나 이상의 태양광 전지 모듈을 포함하며, 상기 방법은,According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a solar cell sheet, the solar cell sheet comprising one or more self-contained solar cell units, each self-contained solar cell unit comprising at least one solar cell unit A photovoltaic module comprising:
- 롤 투 롤 증착에 적합한 제1 및 제2 가요성 기판 부분을 제공하는 단계;- providing first and second flexible substrate portions suitable for roll to roll deposition;
- 각각의 태양광 전지 모듈에 대해, 제1 기판의 사전에 정해진 부분 상에 제1 전극 세트를 제공하는 단계, 제2 기판의 사전에 정해진 부분 상에 제2 전극 세트를 제공하는 단계, 제1 및 제2 전극 세트 중 하나에 제1 유기 활성 층을 제공하고, 선택적으로는 제1 및 제2 전극 세트 중 다른 하나에 제2 유기 활성 층을 제공하는 단계;- for each solar cell module, providing a first set of electrodes on a predetermined portion of a first substrate, providing a second set of electrodes on a predetermined portion of a second substrate, a first and providing a first organic active layer on one of the second sets of electrodes, optionally providing a second organic active layer on the other of the first and second sets of electrodes;
- 제1 및/또는 제2 기판 상에 접착제 재료의 제1 층을 제공하는 단계로, 접착제 재료의 층은 연속적이거나 불연속적이며 하나 이상의 태양광 전지 유닛 각각을 둘러싸고 및/또는 한정하는, 제1 및/또는 제2 기판 상에 접착제 재료의 제1 층을 제공하는 단계;- providing a first layer of adhesive material on the first and/or second substrate, the layer of adhesive material being continuous or discontinuous and surrounding and/or defining each of the one or more solar cell units; and/or providing a first layer of adhesive material on the second substrate;
- 각각의 태양광 전지 모듈에 대해, 활성 층이 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극 사이에 공간적으로 배치되고 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극과 전기적으로 접촉하며, 접착제 재료의 제1 층이 제1 및 제2 기판을 서로 접착하도록 열과 압력을 이용하여 롤-투-롤 공정에서 제1 및 상기 제2 기판 부분을 함께 적층하는 단계를 포함한다.- for each solar cell module, an active layer is spatially disposed between the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes and is in electrical contact with the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes, and laminating the first and second substrate portions together in a roll-to-roll process using heat and pressure such that the first layer adheres the first and second substrates to each other.
제2 양태에 나열된 동작은 예컨대, 제1 또는 제2 기판의 사전에 정해진 부분 상에 제1 또는 대안적으로 제2 전극 세트를 제공하기 전에 제1 및/또는 제2 기판 상에 접착제 재료의 제1 층을 제공하는 단계와 같이 임의의 논리적 순서로 수행될 수 있음을 강조한다.The operations listed in the second aspect may include, for example, the first or second deposition of adhesive material on the first and/or second substrate prior to providing the first or alternatively second electrode set on a predetermined portion of the first or second substrate. It is emphasized that the steps of providing the first layer can be performed in any logical order.
본 발명의 이러한 제1 및 제2 양태의 효과 및 특징은 대체로 유사하다. 아래에 언급된 대부분의 실시예들은 본 발명의 이들 두 양태 모두와 호환된다.The effects and features of these first and second aspects of the present invention are generally similar. Most of the embodiments mentioned below are compatible with both of these aspects of the present invention.
태양광 전지 모듈의 방향 및 연장부는 아래에 설명되어 있고, 좌표 시스템을 사용하는 동일한 출원인의 다른 특허 출원 EP 3 364 474 A1에서도 상세하게 설명되어 있다. 본질적으로, y-방향은 제1 및 제2 기판에 직교하거나 수직이다. z-방향은 전극의 가장 긴 연장부와 평행하다. x-방향은 y-방향과 z-방향 모두에 직교한다. x-방향은 기판 부분의 가장 긴 연장부에 평행할 수 있지만, 또한, 기판 부분의 가장 긴 연장부를 가로지르는 방향일 수 있다. 기판 부분의 가장 긴 방향은 롤-투-롤 증착의 코팅 방향과 평행할 수 있다. 기판 부분의 가장 긴 방향은 롤-투-롤 증착 동안 상기 기판의 이동 방향에 평행할 수 있다.The orientation and extension of the solar cell module is described below and in detail in another
제1 복수의 갭은 전형적으로 상기 제1 복수의 전극 내의 개별 전극을 서로 분리하고; 제2 복수의 갭은 전형적으로 상기 제2 복수의 전극 내의 개별 전극을 서로 분리시킨다. 구체적으로, 복수의 제1 갭은 x-방향으로 전극을 분리할 수 있다.a first plurality of gaps typically separate individual electrodes within the first plurality of electrodes from one another; A second plurality of gaps typically separates individual electrodes in the second plurality of electrodes from one another. Specifically, the plurality of first gaps may separate the electrodes in the x-direction.
상기 제1 및 제2 복수의 전극의 각각의 전극은 상기 전극의 가장 긴 연장부를 따라 배치된 제1 및 제2 단부 부분을 갖는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that each electrode of the first and second plurality of electrodes has first and second end portions disposed along the longest extension of the electrode.
하나의 예에 따르면, 태양광 전지 모듈은 동일한 출원인의 EP 3 364 474에 설명되고 본원 명세서에 참조로 포함된 것과 동일한 구성을 갖지만, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 많은 다른 구성이 가능하다. 하나의 일반적인 예에 따르면, 태양광 전지 모듈은 제1 기판 상에 배치된 제1 전극 스트라이프 세트 및 제2 기판 상에 배치된 제2 전극 스트라이프 세트를 포함하며, 각각의 스트라이프 세트는 서로 간격을 두고 있다. 최종 모듈에서, 전극은 기판 사이에 샌드위치되고, 활성 층은 전극의 제1 및 제2 전극 세트 사이에 샌드위치되며, 사용 중인 태양광 전지 모듈은 양극 및 음극 전극을 모두 포함한다.According to one example, the solar cell module has the same configuration as described in
본 발명의 제1 및 제2 양태에서 태양광 전지 및 태양광 전지 모듈의 기하학적 구조, 구성 요소의 연장부, 적합한 재료, 가공, 제조, 적층 및 배치에 대한 상세한 예 및 설명은 EP 3 364 474 A1에 제공된다. 따라서, 태양광 전지 및 태양광 전지 모듈 가공에 대한 이러한 세부 사항은 간결성을 위해 이 설명의 나머지 부분에서 생략되었다.Detailed examples and descriptions of the geometries, extensions of components, suitable materials, processing, fabrication, lamination and placement of photovoltaic cells and photovoltaic modules in the first and second aspects of the invention are found in
하나의 예에 따르면, 태양광 전지 시트는 대 면적 박막 태양광 전지 모듈의 수명을 향상시키고, 롤 투 롤 공정에 의해 생산된 박막 인쇄 대 면적 태양광 전지 시트의 기계적 안정성 및 내구성을 더욱 증가시키도록 배치된다.According to one example, the solar cell sheet is designed to improve the lifespan of large-area thin-film solar cell modules and further increase the mechanical stability and durability of thin-film printed large-area solar cell sheets produced by a roll-to-roll process. are placed
기판 사이의 분리를 추가하여 층 사이의 접촉 부족 가능성을 증가시키지만, 본 발명자들은 태양광 전지 시트의 하부 및/또는 상부 기판에 접착제 재료를 제공하면 일반적으로 특히, 시간이 지남에 따라 태양광 전지 유닛의 기능성이 향상된다는 것을 깨달았다.Although adding separation between the substrates increases the likelihood of lack of contact between the layers, we have found that providing an adhesive material to the substrates underneath and/or on top of the solar cell sheet is generally particularly effective over time for solar cell units. found that the functionality of
태양광 전지 유닛은 자급형 시스템으로 작동하도록 배치된 태양광 전지 시트 상의 영역을 의미 함을 이해해야 하고; 더욱이 그것은 접착제 재료에 의해 한정 및/또는 둘러싸이고 적어도 하나의 태양광 전지 모듈을 포함한다. 태양광 전지 유닛은 태양광 전지 시트의 하부 기판에 배치된 하부 분분과 상부 기판에 배치된 상부 부분을 가질 수 있다. 복수의 태양광 전지 모듈은 태양광 전지 유닛의 하부 및/또는 상부 부분에 배치될 수 있다. 태양광 전지 유닛은 하부 및 상부 기판의 적층 또는 접착에 의해 형성된다. 또한, 태양광 전지 유닛은 절단 등을 통해 다른 태양광 전지 유닛 또는 시트의 나머지로부터 분리될 수 있음을 이해해야 한다.It should be understood that a solar cell unit means an area on a sheet of solar cells arranged to operate as a self-contained system; Moreover, it is confined and/or surrounded by an adhesive material and comprises at least one solar cell module. The solar cell unit may have a lower portion disposed on the lower substrate of the solar cell sheet and an upper portion disposed on the upper substrate. A plurality of solar cell modules may be disposed in the lower and/or upper portion of the solar cell unit. The solar cell unit is formed by lamination or bonding of the lower and upper substrates. It should also be understood that a solar cell unit may be separated from the remainder of another solar cell unit or sheet, such as through cutting.
예를 들어, 태양광 전지 유닛을 둘러싸거나 한정하는 접착제 재료는 바람직하게는 작용하는 접착제 재료의 접착 특성을 파괴하지 않고 태양광 전지 유닛을 분리 또는 절단하는 동작이 수행될 수 있도록 충분히 넓다.For example, the adhesive material surrounding or defining the solar cell unit is preferably wide enough so that the operation of separating or cutting the solar cell unit can be performed without destroying the adhesive properties of the working adhesive material.
접착제의 두께가 얇을수록, 태양광 전지 유닛으로의 통로가 더 작아진다. 접착제가 넓을수록, 접착 특성이 더 좋다. 더욱이, 접착제 라인 사이의 절단을 더욱 용이하게 하는 접착제 재료의 2개의 인접한 라인 사이에 분리가 제공될 수 있다. 접착제에 가깝게 절단할 때의 이점은 유닛의 면적을 줄여 환경에 미치는 영향을 줄일 수 있다는 것이다. 접착제에서 더 멀리 떨어진 절단의 이점은 적층의의 기계적 안정성이 증가한다는 것이다.The thinner the adhesive, the smaller the passage to the solar cell unit. The wider the adhesive, the better the adhesive properties. Moreover, a separation may be provided between two adjacent lines of adhesive material that further facilitates cutting between the lines of adhesive. The advantage of cutting close to the adhesive is that it reduces the footprint of the unit, reducing its environmental impact. The advantage of cutting further away from the adhesive is that the mechanical stability of the laminate is increased.
또한, 태양광 전지 유닛의 크기, 두께, 면적 또는 형상이 적절하게 변할 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 태양광 전지 유닛은 직사각형, 삼각형, 원형 등과 같은 임의의 기하학적 형상을 가질 수 있거나 또는 다른 임의의 또는 왜곡된 레이아웃으로 배치될 수 있다.It should also be understood that the size, thickness, area, or shape of the solar cell unit may vary as appropriate. For example, the solar cell unit may have any geometric shape such as rectangular, triangular, circular, etc. or may be arranged in any other arbitrary or distorted layout.
따라서, 본 발명자들은 상부 및 하부 전극 또는 접점 사이에 적절한 접촉을 달성하면서 기판 사이의 결합을 생성하기 위해 태양광 전지 시트의 하부 및/또는 상부 기판 상에 접착제의 적절하게 얇은 층을 제공하는 것이 유리하다는 것을 알게 되었다.Accordingly, the present inventors have found it advantageous to provide a suitably thin layer of adhesive on the underside and/or upper substrate of the solar cell sheet to create a bond between the substrates while achieving adequate contact between the top and bottom electrodes or contacts. found out that
비-제한적인 예로서, 제1 및/또는 제2 접착제 층은 접착제 용매로서 또는 전사 인쇄에 의해 증착될 수 있다.As a non-limiting example, the first and/or second adhesive layer may be deposited as an adhesive solvent or by transfer printing.
하나의 예에 따르면, 제1 및/또는 제2 접착제 층의 두께는 기판의 표면 거칠기를 초과하거나, 또는 적어도 10nm, 또는 적어도 100nm, 또는 적어도 1μm, 또는 적어도 10μm, 또는 적어도 100μm이고, 또는 기판에 적용된 층의 스택과 적어도 동일한 두께를 갖는다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제1 및/또는 제2 접착제 층의 두께는 기판에 적용된 층의 스택의 두께의 최대 5배 또는 최대 3배 또는 최대 2배이거나, 또는 최대 1mm 또는 최대 100μm 또는 최대 10μm이다. 위의 측정 값은 적용된 후이지만 두 기판을 적층하기 전의 접착제 층의 두께를 나타낸다.According to one example, the thickness of the first and/or second adhesive layer exceeds the surface roughness of the substrate, or is at least 10 nm, or at least 100 nm, or at least 1 μm, or at least 10 μm, or at least 100 μm, or It has at least the same thickness as the stack of layers applied. Additionally or alternatively, the thickness of the first and/or second adhesive layer is at most 5 times or at most 3 times or at most 2 times the thickness of the stack of layers applied to the substrate, or at most 1 mm or at most 100 μm or at most 10 μm. . The above measurements represent the thickness of the adhesive layer after application but before laminating the two substrates.
본 발명의 적어도 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 기판 부분 및/또는 제2 기판 부분의 두께는 적어도 10μm 또는 적어도 50μm 또는 적어도 100μm이고; 추가적으로 또는 대안적으로 기판 부분 및/또는 제2 기판 부분의 두께는 최대 50μm 또는 최대 100μm 또는 최대 200μm이다.According to at least one exemplary embodiment of the present invention, the thickness of the substrate portion and/or the second substrate portion is at least 10 μm or at least 50 μm or at least 100 μm; Additionally or alternatively, the thickness of the substrate portion and/or the second substrate portion is at most 50 μm or at most 100 μm or at most 200 μm.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 적층 또는 접착 단계 후 접착제 재료의 폭은 적어도 10μm 또는 적어도 100μm 또는 적어도 1mm이거나 및/또는 최대 5mm 또는 최대 1mm 또는 최대 0.1μm일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the width of the adhesive material after the laminating or gluing step may be at least 10 μm or at least 100 μm or at least 1 mm and/or at most 5 mm or at most 1 mm or at most 0.1 μm.
더 두꺼운 층은 하부 및 상부 전극 또는 접점 사이에 분리를 생성할 수 있어서, 부분적으로 또는 태양광 전지 시트 전체에 걸쳐 전기 회로의 파손을 초래할 수 있다.A thicker layer can create separation between the bottom and top electrodes or contacts, which can lead to breakdown of electrical circuits partially or throughout the solar cell sheet.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 적층 또는 접착 단계 후 접착제 재료의 두께는 적어도 10nm 또는 50nm 또는 100nm 또는 0.5μm 또는 1μm 또는 10μm 또는 100μm 또는 1mm일 수 있다. 선택적으로 또는 대안적으로, 적층 또는 접착 단계 후 접착제 재료의 두께는 최대 50nm 또는 최대 100nm 또는 최대 0.5μm 또는 최대 1μm 또는 10μm 또는 최대 100μm 또는 최대 1mm일 수 있다. 하나의 실시예에 따르면, 이러한 측정 값은 적층 후 그리고 접착제의 건조 후 접착제 층의 두께를 나타낸다. 하나의 예에 따르면, 상기 제1 접착제 재료의 두께는 상기 적층 후 그리고 상기 접착제로부터 용매의 증발 후에 결정된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the thickness of the adhesive material after the laminating or gluing step may be at least 10 nm or 50 nm or 100 nm or 0.5 μm or 1 μm or 10 μm or 100 μm or 1 mm. Optionally or alternatively, the thickness of the adhesive material after the lamination or gluing step may be at most 50 nm or at most 100 nm or at most 0.5 μm or at most 1 μm or 10 μm or at most 100 μm or at most 1 mm. According to one embodiment, these measurements represent the thickness of the adhesive layer after lamination and after drying of the adhesive. According to one example, the thickness of the first adhesive material is determined after the lamination and after evaporation of the solvent from the adhesive.
접착제의 건조는 용매가 증발하는 접착제 조성물로 이해되어야 한다. 따라서, 건조는 접착제의 건조 물질의 양을 증가시킨다.Drying of the adhesive is to be understood as an adhesive composition in which the solvent evaporates. Thus, drying increases the amount of dry matter in the adhesive.
"상기 접착제로부터 용매의 증발 후"는 건조 공정이 완료된 시점, 즉, 가열 건조 단계 후 태양광 전지 시트의 온도가 15-40℃ 사이일 때 또는 적어도 태양광 전지 시트의 제조가 완료되었을 때로 이해되어야 한다. 일반적으로, 용매의 초기의 더 빠른 감소가 있고, 더 안정된 상태로 이어진다. 용매의 증발 후 접착제 층의 두께는 바람직하게는 상기 더 안정된 상태에서 결정된다."After evaporation of the solvent from the adhesive" should be understood as the time when the drying process is completed, that is, when the temperature of the solar cell sheet after the heat-drying step is between 15-40° C. or at least when the production of the solar cell sheet is completed. do. In general, there is an initial faster decrease in solvent, leading to a more stable state. The thickness of the adhesive layer after evaporation of the solvent is preferably determined in said more stable state.
건조는 태양광 전지 시트의 가열을 포함하는 별도의 단계에서 달성될 수 있다. 실온에서 적층 후에도 건조될 수 있다.Drying can be accomplished in a separate step involving heating of the solar cell sheet. It can be dried even after lamination at room temperature.
예를 들어, 두께 및 적용 절차에 관하여 제1 접착제 재료와 관련하여 본원 명세서에서 언급된 것은 제2 접착제 재료에도 적용된다는 것을 이해해야 한다.For example, it should be understood that what is said herein with respect to a first adhesive material with respect to thickness and application procedure also applies to a second adhesive material.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 적층 또는 접착 단계 후 접착제 재료는 접착제의 압축성에 따라 두께 변화를 겪을 수 있다. 적층된 제품에서 접착제의 치수에 영향을 미칠 수 있는 다른 요인은 예를 들어, 증기압 및 기판에 대한 접착제의 습윤 및 이와 관련된 효과이다.According to another exemplary embodiment of the present invention, after the lamination or gluing step, the adhesive material may undergo a change in thickness depending on the compressibility of the adhesive. Other factors that can affect the dimensions of the adhesive in a laminated article are, for example, vapor pressure and wetting of the adhesive to the substrate and its associated effects.
복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극의 두께는 적어도 20nm 또는 50nm, 및/또는 최대 300nm 또는 2000nm일 수 있음에 유의해야 한다. 또한, 활성 층의 결합된 두께는 적어도 30nm 또는 80nm 및/또는 최대 350nm 또는 1000nm일 수 있다.It should be noted that the thickness of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes may be at least 20 nm or 50 nm, and/or at most 300 nm or 2000 nm. Furthermore, the combined thickness of the active layer may be at least 30 nm or 80 nm and/or at most 350 nm or 1000 nm.
더 두꺼운 접착제 층은 더 나은 접착을 제공하고 더 얇은 접착제 층은 태양광 전지 시트 기판의 적층 또는 접착을 수행할 때 접착제 재료의 넘침을 방지한다. 또한, 작업 영역이 더 넓고 전기적 접촉에 방해가되지 않을수록 충분히 얇은 접착제 층이 제공된다.A thicker adhesive layer provides better adhesion and a thinner adhesive layer prevents overflow of adhesive material when performing lamination or gluing of solar cell sheet substrates. In addition, a larger working area and unobstructed electrical contact provides a sufficiently thin adhesive layer.
본 발명의 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 적층 또는 접착 단계 전의 접착제 재료는 적어도 0.5mm 및/또는 최대 1mm 또는 최대 5mm의 폭을 가질 수 있다. 접착제 층은 접착 또는 적층 단계에서 폭과 두께의 변화를 겪을 수 있다.According to one exemplary embodiment of the present invention, the adhesive material prior to the laminating or gluing step may have a width of at least 0.5 mm and/or at most 1 mm or at most 5 mm. The adhesive layer may undergo changes in width and thickness during the bonding or lamination step.
하나의 실시예에 따르면, 제1 및/또는 제2 접착제 재료는 부분적으로 또는 완전히 소수성 접착제 재료로 구성된다. 이는 외부 수분으로부터 태양광 전지 유닛의 내부 부분을 보호하거나 또는 태양광 전지 유닛의 내부 부분을 주위 습도에 비해 약간 높거나 낮은 습도로 유지하는 이점이 있다. 태양광 전지 유닛의 내부 부분의 이러한 조정된 작동 습도는 다른 기후 조건 및 열 사이클에서 사용하기 위한 태양광 전지 시트를 제조하는데 유리할 수 있다.According to one embodiment, the first and/or second adhesive material is partially or completely composed of a hydrophobic adhesive material. This has the advantage of protecting the inner part of the photovoltaic unit from external moisture or maintaining the inner part of the photovoltaic unit at slightly higher or lower humidity compared to the ambient humidity. This adjusted operating humidity of the interior portion of the solar cell unit can be advantageous in making solar cell sheets for use in different climatic conditions and thermal cycles.
하나의 실시예에 따르면, 제1 및/또는 제2 접착제 재료는 부분적으로 또는 완전히 낮은 산소 투과성을 갖는 접착제 재료로 구성된다.According to one embodiment, the first and/or second adhesive material is partially or completely composed of an adhesive material having low oxygen permeability.
또한, 접착제 재료는 태양광 전지 유닛의 내부 부분과 외부 환경에 즉시 노출될 수 있는 태양광 전지 유닛의 외부 부분 사이의 분리 층으로 기능할 수 있다. 따라서, 접착제 재료는 태양광 전지 유닛의 기능을 방해할 수 있는 원하지 않는 수분, 산소, 먼지 입자 또는 임의의 유형의 에어로졸 입자의 침투로부터 태양광 전지 유닛을 보호할 수 있다.Additionally, the adhesive material may function as a separating layer between the inner portion of the solar cell unit and the outer portion of the solar cell unit that may be immediately exposed to the external environment. Thus, the adhesive material may protect the solar cell unit from penetration of unwanted moisture, oxygen, dust particles or any type of aerosol particles that may interfere with the functioning of the solar cell unit.
하나의 예에 따르면, 제1 및/또는 제2 접착제는 태양광 전지 유닛을 둘러싸고 및/또는 한정하는 제1 라인 또는 스트라이프를 포함한다. 이러한 제1 라인/스트라이프에 추가하여, 접착제는 또한 태양광 전지 유닛을 둘러싸고 및/또는 한정하는 제2 라인 또는 스트라이프를 포함하고, 제2 라인/스트라이프는 바람직하게는 상기 제1 라인/스트라이프에 가깝게 배치된다. 하나의 실시예에 따르면, 라인/스트라이프 각각은 태양광 전지 유닛을 부분적으로만 둘러싸고, 이들이 함께 태양광 전지 유닛을 완전히 둘러싼다. 다른 실시예에 따르면, 라인들 중 하나 또는 둘 모두가 태양광 전지 유닛을 완전히 둘러싼다. 제1 및 제2 라인/스트라이프는 동일하거나 상이한 접착제 재료일 수 있다. 라인/스트라이프 중 하나는 예를 들어, 수분의 통과를 줄이기 위해 설계된 소수성 접착제 재료로 구성될 수 있고; 다른 라인은 예를 들어, 산소의 통과를 줄이기 위해 설계된 낮은 산소 투과성을 가진 접착제 재료로 구성될 수 있다. 라인은 또한 소수성 접착제 재료 및 라인의 연장부를 따라 낮은 산소 투과성을 갖는 접착제 재료의 인터리브 또는 교대 부분을 포함할 수 있다.According to one example, the first and/or second adhesive comprises a first line or stripe surrounding and/or defining the solar cell unit. In addition to this first line/stripe, the adhesive also comprises a second line or stripe surrounding and/or defining the solar cell unit, the second line/stripe preferably proximate to said first line/stripe. are placed According to one embodiment, each of the lines/stripes only partially surrounds the solar cell unit, and together they completely surround the solar cell unit. According to another embodiment, one or both of the lines completely surround the solar cell unit. The first and second lines/stripes may be the same or different adhesive materials. One of the lines/stripe may be constructed of, for example, a hydrophobic adhesive material designed to reduce the passage of moisture; Another line may be constructed of, for example, an adhesive material with low oxygen permeability designed to reduce the passage of oxygen. The lines may also include interleaved or alternating portions of hydrophobic adhesive material and adhesive material having low oxygen permeability along the extension of the line.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제1 접착제 재료는 전도성 또는 비-전도성일 수 있다. 이는 단락이 발생하는 것을 방지하기 위해 특정 방향에서 절연체 기능을 하는 접착제 재료의 이점이 있다.According to another embodiment of the present invention, the first adhesive material may be conductive or non-conductive. This has the advantage of an adhesive material that acts as an insulator in a specific direction to prevent short circuits from occurring.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 태양광 전지 시트에는 각각의 태양광 전지 모듈 내에 공간적으로 배치된 비-전도성 접착제 재료의 복수의 불연속 부분이 더 제공될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the solar cell sheet may further be provided with a plurality of discrete portions of non-conductive adhesive material spatially disposed within each solar cell module.
태양광 전지는 제1 기판 상에 배치된 제1 전극 세트 및 제2 기판 상에 배치된 제2 전극 세트를 포함한다. 최외부 전극의 최외부 에지부는 실질적으로 전극의 연장부를 따르는 방향으로 태양광 전지 모듈의 내부 영역의 외부 에지부를 획정하고; y-방향으로의 전극의 연장부는 전극의 연장부에 실질적으로 가로지르는 방향으로 내부 영역의 외부 에지부를 획정한다.The solar cell includes a first set of electrodes disposed on a first substrate and a second set of electrodes disposed on a second substrate. the outermost edge portion of the outermost electrode defines an outer edge portion of the inner region of the solar cell module in a direction substantially along the extension of the electrode; The extension of the electrode in the y-direction defines an outer edge of the inner region in a direction substantially transverse to the extension of the electrode.
즉, 태양광 전지 모듈 내의 용어로, 예컨대, 상기 제1 및/또는 제2 기판 상에서 또는 내부 영역 내부 및 상기 제1 및 제2 기판 사이에서 태양광 전지 모듈의 내부 영역 내부의 공간으로 이해해야 한다.That is, in terms within a solar cell module, for example, on the first and/or second substrate or within the inner region and between the first and second substrates, it should be understood as the space inside the inner region of the solar cell module.
각각의 태양광 전지 모듈 내에 공간적으로 배치된 비-전도성인 제2 접착제 재료의 추가 불연속 부분을 각각의 및/또는 다수의 태양광 전지 모듈에 추가로 제공함으로써, 태양광 전지 시트의 수명 및 기계적 내구성이 더욱 증가한다. 이는 기계적 변형 또는 주변 온도 및 습도 조건으로 인해 태양광 전지 시트의 상부 및 하부 기판이 더 자주 파손될 수 있는 가요성 태양광 전지 시트의 대 면적을 생성하는데 특히 관심이 있다.The lifetime and mechanical durability of the solar cell sheet by further providing each and/or multiple solar cell modules an additional discontinuous portion of a second, non-conductive adhesive material spatially disposed within each solar cell module. this further increases This is of particular interest in creating large areas of flexible solar cell sheets where mechanical deformation or ambient temperature and humidity conditions can cause the top and bottom substrates of the solar cell sheet to break more often.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에서, 접착제 재료는 예를 들어, 검정, 빨강, 흰색 또는 녹색과 같은 임의의 색상으로 착색될 수 있어서, 미적 외관을 가진 제1 또는 제2 기판에 장식 또는 쉽게 관찰할 수 있는 경계를 만들 수 있다.In another exemplary embodiment of the present invention, the adhesive material can be colored in any color such as, for example, black, red, white or green, so that it can be decorated or easily observed on a first or second substrate having an aesthetic appearance. You can create boundaries where you can.
재료ingredient
복수의 제1 및 제2 전극은 전극 재료을 포함하며, 전극 재료는 전도성 유기 화합물, 금속, 금속 산화물 또는 이들의 조합일 수 있다. 전도성 유기 화합물은 예를 들어, 전도성 유기 소분자 또는 전도성 중합체일 수 있다. 전도성 중합체는 예를 들어, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌 설포네이트(PEDOT:PSS) 또는 이의 변이체, 예를 들어, PEDOT:PSS PH1000일 수 있다. 금속은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 금(Au) 및 은(Ag)을 포함하지만 이에 제한되지 않는 목록에서 선택될 수 있다. 금속 산화물은 예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO) 및 알루미늄 아연 산화물(AZO)일 수 있다. 본 발명의 적어도 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 전극은 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전극은 ITO의 제1 층, 금속의 제2 층 및 ITO의 제3 층을 포함하는 ITO/금속/ITO(IMI) 전극일 수 있다. 전극은 예를 들어, ITO/Ag/ITO를 포함할 수 있다.The plurality of first and second electrodes includes an electrode material, which may be a conductive organic compound, a metal, a metal oxide, or a combination thereof. The conductive organic compound may be, for example, a small conductive organic molecule or a conductive polymer. The conductive polymer may be, for example, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) or a variant thereof, for example PEDOT:PSS PH1000. The metal may be selected from a list including, but not limited to, aluminum (Al), chromium (Cr), titanium (Ti), copper (Cu), gold (Au), and silver (Ag). The metal oxide may be, for example, indium tin oxide (ITO) and aluminum zinc oxide (AZO). According to at least one exemplary embodiment of the present invention, the electrode may comprise one or more layers. For example, the electrode may be an ITO/metal/ITO (IMI) electrode comprising a first layer of ITO, a second layer of metal and a third layer of ITO. The electrode may comprise, for example, ITO/Ag/ITO.
복수의 제1 및 제2 전극은 기판 부분 위로 임의의 방향으로 연장될 수 있고, 예를 들어, 직선 또는 곡선의 임의의 연장부를 가질 수 있음을 이해해야 한다. 복수의 제1 및 제2 전극은 또한 병렬 또는 비-병렬일 수 있다. 더욱이, 복수의 제1 및 제2 전극은 전체 길이의 실질적으로 동일한 폭을 가질 수 있거나 또는 전체 길이의 다양한 폭을 가질 수 있음을 이해해야 한다. 복수의 제1 및 제2 전극은 모두 동일한 폭을 가질 수 있거나 또는 상이한 전극이 상이한 폭을 가질 수 있다.It should be understood that the plurality of first and second electrodes may extend in any direction over the substrate portion and may have any extension, eg, straight or curved. The plurality of first and second electrodes may also be parallel or non-parallel. Moreover, it should be understood that the plurality of first and second electrodes may have substantially the same width over their entire length or may have varying widths over their entire length. The plurality of first and second electrodes may all have the same width or different electrodes may have different widths.
복수의 제1 및 제2 전극은 다양한 증착 기술에 의해 제공될 수 있으며, 예를 들어, 열 증발, 스퍼터링, 스프레이-코팅, 인쇄 또는 예컨대, 슬롯-다이 코팅과 같은 코팅에 의해 제공될 수 있다. 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따르면, 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극은 동일한 증착 기술에 의해 제공될 수 있다. 본 발명의 적어도 다른 예시적인 실시예에 따르면, 복수의 제1 및 제2 전극은 상이한 기술에 의해 제공될 수 있다.The plurality of first and second electrodes may be provided by a variety of deposition techniques, for example, by thermal evaporation, sputtering, spray-coating, printing or coating such as slot-die coating. According to at least one embodiment of the present invention, the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes may be provided by the same deposition technique. According to at least another exemplary embodiment of the present invention, the plurality of first and second electrodes may be provided by different techniques.
제1 및 제2 접촉 전극은 예를 들어, 증발, 스프레이-코팅 또는 인쇄에 의해 제공된 전극 재료의 제1 층 및 여기에 연결된 버스 바(busbar)를 포함할 수 있다. 버스 바는 예를 들어, 흑연 또는 은으로 제조될 수 있으며, 스크린 인쇄될 수 있다. 선택적으로, 버스 바 대신에 또는 추가적으로, 연결 전극은 추가 인쇄 또는 적층된 층을 포함할 수 있다. 접촉 전극은 두 부분으로 나눌 수 있고, 제1 부분은 태양광 전지 모듈에 포함된 하나의 태양광 전지에서 전극 중 하나로 사용될 수 있으며, 다른 부분은 태양광 전지 모듈이 사용 중 일 때 태양광 전지 모듈을 전기를 수집하기 위한 유닛에 연결하는데 사용된다. 태양광 전지 모듈을 연결하는데 사용되는 접촉 전극의 일부는 일반적으로 활성 층으로 덮여 있지 않다.The first and second contact electrodes may comprise, for example, a first layer of electrode material provided by evaporation, spray-coating or printing and a busbar connected thereto. The bus bar can be made of, for example, graphite or silver, and can be screen printed. Optionally, instead of or in addition to the bus bar, the connecting electrode may comprise an additional printed or laminated layer. The contact electrode can be divided into two parts, the first part can be used as one of the electrodes in one photovoltaic cell included in the photovoltaic cell module, the other part is the photovoltaic cell module when the photovoltaic cell module is in use is used to connect to a unit for collecting electricity. Some of the contact electrodes used to connect solar cell modules are usually not covered with an active layer.
접착제 재료adhesive material
제1 및/또는 제2 접착제 재료는 열가소성 중합체, 예를 들어, 열가소성 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리비닐 부티랄, 에틸 비닐 아세테이트, 폴리스티렌 부타디엔 공중합체 또는 에틸렌 비닐 알코올 공중합체 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.The first and/or second adhesive material may be a thermoplastic polymer such as a thermoplastic polyurethane, polypropylene, polybutylene, polyvinyl butyral, ethyl vinyl acetate, polystyrene butadiene copolymer or ethylene vinyl alcohol copolymer and their Combinations may be included.
추가적으로 또는 대안적으로, 제1 및/또는 제2 접착제 재료는 아크릴 및/또는 에폭시 기반 UV 경화 중합체와 같은 UV 경화 중합체를 포함할 수 있다.Additionally or alternatively, the first and/or second adhesive material may comprise a UV curable polymer, such as an acrylic and/or epoxy based UV curable polymer.
접촉 전극 재료contact electrode material
접촉 전극은 전도성 유기 화합물, 전도성 탄소 화합물, 금속, 금속 산화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있는 전극 재료를 포함한다. 전도성 유기 화합물은 예를 들어, 전도성 유기 소분자 또는 전도성 중합체일 수 있다. 전도성 중합체는 예를 들어, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌 설포네이트(PEDOT:PSS) 또는 이의 변이체, 예를 들어, PEDOT:PSS PH1000일 수 있다. 전도성 탄소 화합물은 탄소 페이스트 또는 흑연 또는 그래핀으로 제공될 수 있다. 금속은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 금(Au) 및 은(Ag)을 포함하지만 이에 제한되지 않는 목록에서 선택될 수 있다. 금속 산화물은 인듐 주석 산화물(ITO) 및 알루미늄 아연 산화물(AZO)을 포함하지만 이에 제한되지 않는 목록에서 선택될 수 있다. 본 발명의 적어도 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 금속은 예를 들어, 나노-구 또는 나노-로드와 같은 나노 입자로서 금속이 제공되는 잉크로서 제공된다. 본 발명의 적어도 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 전극은 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전극은 ITO의 제1 층, 금속의 제2 층 및 ITO의 제3 층을 포함하는 ITO/금속/ITO(IMI) 전극일 수 있다. 전극은 예를 들어, ITO/Ag/ITO를 포함할 수 있다. 전극 재료는 복수의 제1 또는 제2 전극에 대해 동일한 전극 재료일 수 있거나 상이한 전극 재료일 수 있다.The contact electrode includes an electrode material that may include a conductive organic compound, a conductive carbon compound, a metal, a metal oxide, or a combination thereof. The conductive organic compound may be, for example, a small conductive organic molecule or a conductive polymer. The conductive polymer may be, for example, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) or a variant thereof, for example PEDOT:PSS PH1000. The conductive carbon compound may be provided as a carbon paste or graphite or graphene. The metal may be selected from a list including, but not limited to, aluminum (Al), chromium (Cr), titanium (Ti), copper (Cu), gold (Au), and silver (Ag). The metal oxide may be selected from a list including, but not limited to, indium tin oxide (ITO) and aluminum zinc oxide (AZO). According to at least one exemplary embodiment of the present invention, the metal is provided as an ink in which the metal is provided as nanoparticles, such as, for example, nano-spheres or nano-rods. According to at least one exemplary embodiment of the present invention, the electrode may comprise one or more layers. For example, the electrode may be an ITO/metal/ITO (IMI) electrode comprising a first layer of ITO, a second layer of metal and a third layer of ITO. The electrode may comprise, for example, ITO/Ag/ITO. The electrode material may be the same electrode material for the plurality of first or second electrodes or may be different electrode materials.
활성 층 재료active layer material
연속 또는 불연속 활성 층 또는 제1 및 제2 연속 또는 불연속 활성 층은 350-950nm 범위 내의 파장을 흡수하는 화합물을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 시각 스펙트럼 내의 빛, 즉, 400nm 내지 700nm 범위 내의 파장을 흡수할 수 있다. 더욱이, 상기 화합물은 빛의 흡수로 인해 전하를 제공할 수 있어야 한다.The continuous or discontinuous active layer or the first and second continuous or discontinuous active layers may comprise a compound that absorbs a wavelength within the range of 350-950 nm, for example, light within the visual spectrum, i.e., a wavelength within the range of 400 nm to 700 nm. can absorb. Moreover, the compound must be able to provide an electric charge due to absorption of light.
연속 활성층은 전극 사이의 복수의 갭과 x-방향 및 z-방향 모두에서 복수의 제1 또는 제2 전극을 모두 덮는 활성 층이어서, 광 활성 영역, 즉, 태양광 전지 모듈의 빛이 흡수되는 영역이 증가됨을 이해해야 한다. 더욱이, 제1 연속 활성 층은 복수의 제1 전극 및 이들 전극 사이의 복수의 갭을 모두 덮는다는 것을 이해해야 한다. 동일한 방식으로, 제2 연속 활성 층은 복수의 제2 전극 및 이들 사이의 복수의 갭을 모두 덮는다. 즉, 연속 활성 층 또는 제1 및 제2 연속 활성 층은 복수의 제1 및 제2 전극과 복수의 제1 및 제2 전극 각각 사이의 갭 위에 전체적으로 제공된다는 것을 이해해야 한다. 적어도 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 연속 활성 층 또는 제1 및/또는 제2 연속 활성 층은 유기 활성 층일 수 있고, 도너 재료 및/또는 억셉터 재료를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 태양광 전지 시트의 모든 활성층은 유기 활성 층이다. 도너 재료는 반-도체 중합체 또는 반-도체 소형 유기 분자일 수 있다. 반-도체 중합체는 예를 들어, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리카르바졸, 폴리비닐카르바졸, 폴리페닐렌, 폴리페닐비닐렌, 폴리실란, 폴리티에닐렌비닐렌, 폴리이소티아나프타넨, 폴리시클로펜타디티오펜, 폴리실라시클로펜타디티오펜, 폴리시클로펜타디티아졸, 폴리티아졸로티아졸, 폴리티아졸, 폴리벤조티아디아졸, 폴리(티오펜 옥사이드), 폴리(사이클로펜타디티오펜옥사이드), 폴리티아디아졸로퀴녹살린, 폴리벤조이소티아졸, 폴리벤조티아졸, 폴리티에노티오펜, 폴리(티에노티오펜 옥사이드), 폴리디티에노티오펜, 폴리(디티에노티오펜 옥사이드), 폴리테트라하이드로이소인돌 및 이들의 공중합체를 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 반-도체 중합체 및 이들의 유도체일 수 있다. 반-도체 중합체는 또한 이소-인디고-계 중합체일 수 있다. 구체적으로, 반-도체 중합체는 예를 들어, P3HT, PTB7, TQ1, P3TI, PCDTBT 또는 PffBT4T-20D일 수 있다. 반-도체 소분자는 예를 들어, 적어도 하나의 벤조디티오펜 그룹, 예컨대, DRTB-T 또는 BDT3TR을 포함하는 분자일 수 있다. 억셉터 재료는 예를 들어, 반-도체 중합체 또는 반-도체 소분자일 수 있다. 반-도체 중합체는 예를 들어, N2200 또는 PNDI-T10일 수 있다. 반-도체 소형 유기 분자는 예를 들어, 풀러렌, 풀러렌 유도체 또는 (5Z,5'Z)-5,5'-{(9,9-디옥틸-9H-플루오렌-2,7-디일)비스[2,1,3-벤조티아디아졸-7,4-디일(Z)메틸일리덴]}비스(3-에틸-2-티옥소-1,3-티아졸리딘-4-원)(FBR) 또는 3,9-비스(2-메틸렌-(3-(1,1-디시아노메틸렌)-인다논))-5,5,11,11-테트라키스(4-헥실페닐)-디티에노[2,3-d:2',3'-d']-s-인다세노[1,2-b:5,6-b']디티오펜)(ITIC)과 같은 임의의 다른 반-도체 소분자일 수 있다. 풀러렌 유도체는 페닐-C61-부티르산 메틸 에스테르(PC61BM), 페닐-C71-부티르산 메틸 에스테르(PC71BM), 인덴-C60-이중 첨가물(ICBA), O-IDTBR 또는 IC-C6IDT-IC일 수 있다.The continuous active layer is an active layer covering both the plurality of gaps between the electrodes and the plurality of first or second electrodes in both the x-direction and the z-direction, so that the photoactive region, that is, the region where the light of the solar cell module is absorbed. It should be understood that this increases. Moreover, it should be understood that the first continuous active layer covers both the first plurality of electrodes and the plurality of gaps therebetween. In the same manner, the second continuous active layer covers both the plurality of second electrodes and the plurality of gaps therebetween. That is, it should be understood that the continuous active layer or the first and second continuous active layers are provided entirely over the plurality of first and second electrodes and the gaps between each of the plurality of first and second electrodes. According to at least one exemplary embodiment, the continuous active layer or the first and/or second continuous active layer may be an organic active layer and may include a donor material and/or an acceptor material. According to at least one exemplary embodiment, all active layers of the solar cell sheet are organic active layers. The donor material may be a semi-conducting polymer or a semi-conducting small organic molecule. Semi-conducting polymers are, for example, polythiophene, polyaniline, polypyrrole, polycarbazole, polyvinylcarbazole, polyphenylene, polyphenylvinylene, polysilane, polythienylenevinylene, polyisothianaphtanene, Polycyclopentadithiophene, polysilacyclopentadithiophene, polycyclopentadithiazole, polythiazolothiazole, polythiazole, polybenzothiadiazole, poly(thiophene oxide), poly(cyclopentadithiophenoxide) , polythiadiazoloquinoxaline, polybenzoisothiazole, polybenzothiazole, polythienothiophene, poly(thienothiophene oxide), polydithienothiophene, poly(dithienothiophene oxide), polytetrahydro any semi-conducting polymer and derivatives thereof, including but not limited to isoindole and copolymers thereof. The semiconducting polymer may also be an iso-indigo-based polymer. Specifically, the semi-conductor polymer may be, for example, P3HT, PTB7, TQ1, P3TI, PCDTBT or PffBT4T-20D. A semi-conducting small molecule may be, for example, a molecule comprising at least one benzodithiophene group, such as DRTB-T or BDT3TR. The acceptor material may be, for example, a semi-conducting polymer or a semi-conducting small molecule. The semi-conducting polymer may be, for example, N2200 or PNDI-T10. Semi-conducting small organic molecules can be, for example, fullerenes, fullerene derivatives or (5Z,5'Z)-5,5'-{(9,9-dioctyl-9H-fluorene-2,7-diyl)bis [2,1,3-benzothiadiazole-7,4-diyl(Z)methylylidene]}bis(3-ethyl-2-thioxo-1,3-thiazolidin-4-one) (FBR ) or 3,9-bis(2-methylene-(3-(1,1-dicynomethylene)-indanone))-5,5,11,11-tetrakis(4-hexylphenyl)-dithieno Any other semi-conducting small molecule, such as [2,3-d:2',3'-d']-s-indaceno[1,2-b:5,6-b']dithiophene) (ITIC) can be The fullerene derivative may be phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PC61BM), phenyl-C71-butyric acid methyl ester (PC71BM), indene-C60-double adduct (ICBA), O-IDTBR or IC-C6IDT-IC.
본 발명의 적어도 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 도너와 억셉터 재료의 혼합물은 벌크-이종 접합으로 제공될 수 있다.According to at least one exemplary embodiment of the present invention, the mixture of donor and acceptor material may be provided as a bulk-heterojunction.
추가로, 전극, 접촉 전극, 활성 층에는 상기 언급된 것보다 더 많은 재료 및 추가 증착 기술이 제공될 수 있으며, 그 세부 사항은 본원 명세서에 참조로 포함된 문서 EP 3 364 474 A1에서 찾을 수 있다.In addition, electrodes, contact electrodes, active layers may be provided with more materials and additional deposition techniques than those mentioned above, details of which can be found in
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 적어도 하나의 태양광 전지 모듈 각각은 상기 제1 접착제 재료의 연속 또는 불연속 부분에 의해 둘러싸이고/한정된다.According to another exemplary embodiment of the present invention, each of the at least one solar cell module is surrounded/delimited by a continuous or discontinuous portion of the first adhesive material.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 제1 접착제 층은 불연속적일 수 있고, 제2 접착제 층의 연장부의 일 방향을 따라 그리고 태양광 전지 모듈 내에서 덮힌 면적과 덮이지 않은 면적 사이의 비율은 적어도 1% 또는 적어도 10% 또는 적어도 20% 및/또는 최대 40% 또는 최대 30% 또는 최대 25%일 수 있다.According to another exemplary embodiment of the present invention, the first adhesive layer may be discontinuous, and along one direction of the extension of the second adhesive layer and within the solar cell module the ratio between covered and uncovered areas may be at least 1% or at least 10% or at least 20% and/or at most 40% or at most 30% or at most 25%.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 제2 접착제 재료는 적어도 하나의 유기 활성 층의 파장 범위 내에서 광학적으로 투명할 수 있다.According to another exemplary embodiment of the present invention, the second adhesive material may be optically transparent within the wavelength range of the at least one organic active layer.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 태양광 전지 시트의 제조 방법은 적어도 하나의 태양광 전지 모듈 각각에 태양광 전지 모듈 내에 공간적으로 배치된 제2 비-전도성 접착제 재료의 복수의 불연속 부분을 제공하는 단계를 또한 포함할 수 있다.According to another exemplary embodiment of the present invention, a method of manufacturing a solar cell sheet comprises a plurality of discontinuous portions of a second non-conductive adhesive material spatially disposed within a solar cell module in each of at least one solar cell module. It may also include the step of providing
본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 태양광 전지 시트의 제조 방법은 각각의 태양광 전지 모듈에 대해 제2 비-전도성 접착제 재료의 복수의 불연속 부분이 태양광 전지 모듈의 두 대향 부분을 서로 접착시키도록, 열 및 압력을 이용하여 롤-투-롤 공정으로 제1 및 제2 기판 부분을 함께 적층하는 단계를 또한 포함할 수 있다.According to another exemplary embodiment of the present invention, a method for manufacturing a solar cell sheet comprises, for each solar cell module, a plurality of discontinuous portions of the second non-conductive adhesive material to connect two opposing portions of the solar cell module. It may also include laminating the first and second substrate portions together in a roll-to-roll process using heat and pressure to bond them together.
본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 제1 및 제2 접착제 재료는 UV-접착/UV-경화성 접착제 재료일 수 있다.According to another exemplary embodiment of the present invention, the first and second adhesive materials may be UV-adhesive/UV-curable adhesive materials.
본 발명의 이들 및 다른 특징은 이후에 설명되는 실시예들을 참조하여 다음에서 더욱 명확해질 것이다.These and other features of the present invention will become more apparent in the following with reference to embodiments described hereinafter.
본 발명의 추가 목적, 특징 및 이점뿐만 아니라 상기 목적은 첨부된 도면과 함께 취해질 때 본 발명의 실시예들에 대한 다음의 예시적이고 비-제한적인 상세한 설명을 참조함으로써 보다 충분히 이해될 것이다.Additional objects, features and advantages of the present invention, as well as said objects, will be more fully understood by reference to the following illustrative and non-limiting detailed description of embodiments of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.
도 1a는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 태양광 전지 유닛을 갖는 태양광 전지 시트의 개략적인 단면 평면도이다.
도 1b 내지 도 1d는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 도 1a의 태양광 전지 유닛 중 하나의 개략적인 상부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 도 1a의 태양광 전지 유닛의 상부 및 하부 부분의 개략적인 상부 단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 복수의 태양광 전지 유닛의 개략적인 상부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 다양한 접착제 재료 레이아웃의 개략적인 상부 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 복수의 태양광 전지의 개략적인 상부 및 측 단면이다.1A is a schematic cross-sectional plan view of a solar cell sheet having a solar cell unit in accordance with at least one embodiment of the present invention.
1B-1D are schematic top cross-sectional views of one of the solar cell units of FIG. 1A in accordance with at least one embodiment of the present invention.
2 is a schematic top cross-sectional view of upper and lower portions of the solar cell unit of FIG. 1A in accordance with at least one embodiment of the present invention;
3A-3D are schematic top cross-sectional views of a plurality of solar cell units in accordance with at least one embodiment of the present invention.
4 is a schematic top cross-sectional view of various adhesive material layouts in accordance with at least one embodiment of the present invention.
5A-5D are schematic top and side cross-sections of a plurality of solar cells in accordance with at least one embodiment of the present invention.
본 상세한 설명에서, 본 발명의 실시예들은 첨부된 도면과 함께 논의될 것이다. 이는 결코 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 예를 들어, 태양광 전지 모듈을 적층하는 방법의 다른 유형 또는 변형 또는 첨부된 도면에 도시된 실시예들 외의 태양관 전지 모듈의 변형과 함께 다른 환경에서도 적용 가능하다는 점에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예와 관련하여 특정 특징이 언급된다는 것은 이러한 구성 요소가 본 발명의 다른 실시예들과 함께 유리하게 사용될 수 없음을 의미하지 않는다.In this detailed description, embodiments of the present invention will be discussed in conjunction with the accompanying drawings. This in no way limits the scope of the present invention, for example, in other environments with other types or variations of the method of stacking solar cell modules or modifications of solar cell modules other than the embodiments shown in the accompanying drawings. It should be noted that this is applicable. Further, reference to a particular feature in connection with an embodiment of the present invention does not mean that such component cannot be advantageously used in conjunction with other embodiments of the present invention.
다음 설명에서는 "상부", "하부", "외부" 등과 같은 용어를 사용한다. 이러한 용어는 일반적으로 도면에 표시된 뷰 및 방향을 지칭한다. 이 용어는 독자의 편의를 위해서만 사용되며 제한되지 않는다.The following description uses terms such as "upper", "lower", "outer" and the like. These terms generally refer to the views and orientations indicated in the drawings. This term is used only for the convenience of the reader and is not limiting.
도 1a는 제1 기판 상에 배치된 제1 전극 스트라이프 세트(52) 및 제2 기판 상에 배치된 제2 전극 스트라이프 세트를 포함하는 태양광 전지 모듈(6)을 개략적으로 도시하며, 각 세트의 스트라이프는 갭(54)에 의해 서로 분리된다. 더욱이, 전극은 제1 및 제2 기판 사이에 샌드위치되고, 활성 층은 제1 및 제2 전극 세트 사이에 샌드위치된다. 추가로, 태양광 전지 모듈은 생성된 에너지를 추출하기 위한 제1 및 제2 전극 또는 버스 바(57a, 57b)를 포함한다.1A schematically shows a
도 1b는 태양광 전지 유닛(4)의 영역을 둘러싸고/한정하는 전도성 접착제 또는 비-전도성 접착제 재료일 수 있는 접착제 재료(5)에 의해 둘러싸이고 한정된 태양광 전지 모듈의 하나의 예를 도시한다. 접착제 재료(5)는 기판을 내부 부분(4a)과 외부 부분(4b)으로 분할한다. 내부 부분(4a)은 도 1b에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 태양광 전지 모듈(6)을 포함한다.1B shows one example of a solar cell module surrounded and bounded by an
도 5b 내지 도 5d에서, 태양광 전지 모듈(6)은 위에 복수의 제1 전극(52) 및 제1 연속 또는 불연속 활성 층(53)이 배치된 제1 가요성 기판 부분(10)을 포함한다. 제1 기판 부분(10)은 투명하거나 반-투명일 수 있다. 제1 기판 부분(10) 및 제1 복수의 전극(52)은 예를 들어, 롤-투-롤 인쇄, 롤-투-롤 코팅 및 롤-투-롤 적층과 같은 롤-투-롤 처리 방법에 적합하다.5B to 5D , the
복수의 제1 전극(52)은 제1 기판 부분(10) 상에 실질적으로 평행한 스트라이프로서 제공된다. 복수의 제1 전극(52)은 z-방향으로 기판을 따라 연장된다. 즉, 스트라이프 가장 긴 연장부는 여기서 z-방향이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 제1 기판 부분(10) 및 복수의 제1 전극(52)의 가장 긴 연장부는 여기서 동일한 방향이다. 복수의 제1 전극(52)은 x-방향으로 서로 공간적으로 분리되도록 배치되며, 이 분리는 상기 제1 전극(52) 사이에 복수의 갭(54)을 형성한다. 대안적인 실시예에서, 스트라이프의 가장 긴 연장부는 기판의 가장 긴 연장부에 대해 횡방향 또는 직교하는 방향일 수 있다. 구체적으로, 기판의 가장 긴 연장부가 z 방향일 때, 복수의 제1 전극(52)의 가장 긴 방향은 x 방향 또는 x와 z 사이의 임의의 방향일 수 있다.The plurality of
태양광 전지 모듈(6)은 달리 언급되지 않는 한, 제1 기판과 관련하여 설명된 것과 동일한 구성을 갖는 제2 가요성 기판 부분(20)을 또한 포함할 수 있다. 즉, 복수의 제2 전극(522) 및 제2 연속 또는 불연속 활성 층(53)이 있을 수 있다.The
태양광 전지 모듈(6)은 각각의 제1 및 제2 버스 바(57a, 57b) 또는 접점을 선택적으로 포함하는 제1 및 제2 접촉 전극(56a, 56b)을 또한 포함할 수 있다.The
다른 층의 두께, 예를 들어, 제1 및 제2 활성 층(53), 또는 복수의 제1 전극(52) 또는 제2 전극(52)은 축척으로 그려지지 않았다.The thicknesses of the different layers, eg, the first and second
대안적으로, 태양광 전지 모듈(6)은 EP 3 364 474 A1에 설명된 바와 같이 배치될 수 있다.Alternatively, the
도 1c에 도시된 다른 예에서, 태양광 전지 유닛(4)은 하나 이상의 태양광 전지 모듈(6)을 포함할 수 있다.In another example shown in FIG. 1C , the
도 1d 및 도 1e에 도시된 다른 예에 따르면, 태양광 전지 유닛은 논리 회로 또는 평면 PCB와 같은 다른 유형의 구성 요소(102)를 또한 포함한다. 구성 요소는 선택적으로 접점(101)에 부착되고, 전자 전도체(100a)에 의해 태양광 전지에 연결되며, 다른 장치에 연결하기 위한 추가 전극(100b)을 포함할 수도 있다. 도 1d에서는 태양광 전지 유닛이 상부에 접착제가 적용되지 않은 상태이고, 도 1e에서는 태양광 전지 유닛은 접착제가 적용되었을 때 제2 기판에 적층되기 전을 도시한다(바람직하게는 적어도 전자 전도체를 덮는 부분이 비-전도성임).According to another example shown in FIGS. 1D and 1E , the solar cell unit also includes other types of
도 2는 태양광 전지 시트(1) 상에 태양광 전지 유닛(4)을 형성하는 하나의 예를 도시하며, 태양광 전지 모듈(6)은 하부 기판(2) 상에 배치되고, 상부 기판(3)에는 접착제 재료(5)가 제공된다.2 shows one example of forming a
상기 예의 배치에서, 접착제 재료(5)는 z 방향으로 연속적으로 연장되고 추가로 x 방향으로 연장되는 교차하는 연속 부분(8)을 갖는 스트라이프(7)로 하부 기판(2) 상에 적용된다. 더욱 구체적으로, x 및 z 방향으로 연장되는 접착제 재료의 연장부가 만나는 교차점은 사다리와 같은 외관으로 태양광 전지 유닛의 한정된 내부 영역(4a)을 생성한다. 각각의 기판에 접착제 부분(5)을 정렬하면서 상부 및 하부 기판(2, 3)을 함께 적층함으로써, 완성된 태양광 전지 시트가 생성된다.In the arrangement of the above example, the
하나의 실시예에 따르면, 내부 표면에서 갭의 최소화는 완성된 제품에서 공기 포켓의 감소를 가능하게 하므로, 접착제 재료는 태양광 전지 모듈의 상부에 가깝게(태양광 전지로부터 10nm 내지 1mm 이내) 또는 심지어 태양광 전지 모듈의 상부에 인쇄된다.According to one embodiment, the adhesive material is placed close to the top of the solar cell module (within 10 nm to 1 mm from the solar cell) or even as the minimization of the gap at the inner surface enables a reduction of air pockets in the finished product. It is printed on the top of the solar cell module.
다른 실시예에 따르면, 각각의 태양광 전지 유닛(4)은 도 3a에 도시된 바와 같이 접착제 재료에 의해 개별적으로 한정될 수 있다. 상기 실시예에서, 각각의 태양광 전지 유닛(4)은 각각의 태양광 전지 유닛을 둘러싸는 접착제 경계 라인에 의해 정의되며, 경계 라인은 인접한 두 태양광 전지 유닛(4) 사이에 갭(31)을 생성하고, 접착제의 접착 특성을 유지하면서 태양광 전지 유닛(4)을 분리하는 것을 용이하게 할 수 있다. 추가적으로, 태양광 전지 기판(1)의 접착에 필요한 접착제 재료의 양을 줄일 수 있다. 또한, 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 태양광 전지 시트(1)는 예컨대, 태양광 전지 시트(1)의 전체 영역에 걸쳐 완전히 또는 실질적으로 연장되는 단일 태양광 전지 유닛(33)을 포함할 수 있다. 단일 태양광 전지 유닛(33)은 도 3b에 도시된 바와 같이 복수의 태양광 전지 모듈(6)을 포함할 수 있거나 또는 도 3c에 도시된 바와 같이 전체 유닛에 걸쳐 연장되는 단일 태양광 전지 모듈(6)을 포함할 수 있다. 각각의 태양광 전지 유닛(4, 33) 내의 태양광 전지 모듈(6)은 접촉 전극 또는 버스 바 접점에 개별적으로 연결되거나, 태양광 전지 모듈의 확장된 네트워크를 형성하기 위해 직렬 또는 병렬로 전기적으로 연결될 수 있다.According to another embodiment, each
태양광 전지 시트(1)를 제조하기 위해, 접착제 층은 하부 기판(2)과 상부 기판(3) 모두 또는 기판 중 하나에만 적용될 수 있다. 접착제 재료(5)는 임의의 기하학적 형상 또는 윤곽으로 제공될 수 있으며, 원형, 삼각형 또는 직사각형 형상이 기본 예이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 접착제 재료(5)는 연속 방식으로 예컨대, 연속적인 라인(41), 파선(42) 또는 제조 공정을 위해 요구되는 임의의 다른 레이아웃(43)으로 적용될 수 있다. 접착제 층은 도 4에 도시된 바와 같이 서로에 대해 결정된 분리 갭으로 배치된 개별 부분(43)으로서 기판 상에 적용될 수 있다. 그러나, 하부 기판(2) 및 상부 기판(3)의 접착 또는 적층 단계 후에, 임의의 상기 언급된 방식으로 적용된 접착제 재료(5)가 태양광 전지 유닛(4)을 한정하는 연속적인 경계부(44)를 형성하는 것이 유리하다. 한정된 경계부(44)는 태양광 전지 모듈(4)의 내부 부분(4a)과 외부 부분(4b) 사이의 베리어로 기능하며, 태양광 전지 유닛과 외부 환경 사이의 격리를 유지하는 기능을 할 수 있다. 예를 들어, 유닛 내부의 습도 조건은 주변 습도에 대해 일정 수준을 유지하도록 구성될 수 있다. 또한, 먼지 입자와 같은 외부 오염 물질이나 태양 전지 모듈(6)에 유입되어 이를 파괴하는 스모그, 그을음 등과 같은 대기 미립자 물질로부터 유닛을 보호한다. 즉, 접착제 층은 태양광 전지 시트(1)의 기계적 안정성을 향상시킬 뿐만 아니라 태양광 전지 유닛(4)을 외부 환경으로부터 보호하는 보호 베리어로 기능한다.To produce the solar cell sheet 1 , the adhesive layer may be applied to both the
하나의 예에 따르면, 경계부(44)는 태양광 전지 유닛을 둘러싸고 및/또는 한정하는 제1 라인을 포함한다. 이러한 제1 라인에 추가하여, 경계부는 또한 태양광 전지 유닛을 둘러싸고 및/또는 한정하는 제2 라인을 포함하고, 제2 라인은 바람직하게는 상기 제1 라인에 가깝게 배치된다. 하나의 실시예에 따르면, 라인 각각은 태양광 전지 유닛을 부분적으로만 둘러싸고, 이들이 함께 태양광 전지 유닛을 완전히 둘러싼다. 다른 실시예에 따르면, 라인들 중 하나 또는 둘 모두가 태양광 전지 유닛을 완전히 둘러싼다. 제1 및 제2 라인은 동일하거나 상이한 접착제 재료일 수 있다. 라인 중 하나는 예를 들어, 수분의 통과를 줄이기 위해 설계된 소수성 접착제 재료로 구성될 수 있고; 다른 라인은 예를 들어, 산소의 통과를 줄이기 위해 설계된 낮은 산소 투과성을 가진 접착제 재료로 구성될 수 있다. 라인은 또한 소수성 접착제 재료 및 라인의 연장부를 따라 낮은 산소 투과성을 갖는 접착제 재료의 인터리브 또는 교대 부분을 포함할 수 있다.According to one example, the
투과성 설계; 즉, 소수성 접착제 재료를 통한 수분 투과성은 라인이다. 이 제2 라인은 태양광 전지 유닛을 부분적으로 또는 완전히 둘러싸는 반면, 제1 라인은 태양광 전지 유닛을 완전히 둘러싼다.permeable design; That is, moisture permeability through the hydrophobic adhesive material is a line. This second line partially or completely surrounds the solar cell unit, while the first line completely surrounds the solar cell unit.
도 5a의 태양광 전지 모듈의 상부 단면도에 도시된 바와 같은 다른 예시적인 실시예에서, 태양광 전지 모듈(6)은 각각의 태양광 전지 모듈 내에 배치된 접착제 재료의 개별 부분(51)을 포함할 수 있다. 이러한 부분은 기판 부분(10, 20) 상에 다양한 공간 분포로 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 5b에는 하부 기판 부분에 5개의 태양광 전지를 갖는 도 5a의 동일한 태양광 전지 모듈(6)의 측 단면도가 도시되어 있다. 이 실시예에서, 접착 재료의 부분(51)은 인접한 전극(52, 522) 사이에 생성된 갭(54) 내에 배치된다. 이 예에서, 불연속 접착제 재료는 비-전도성 재료이다. 앞서 언급한 바와 같이, 태양광 전지 모듈(6)은 선택적으로 제2 기판 부분 상에 연속 또는 불연속 활성 층(53)을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 이 예에서, 활성 층(53)은 제1 기판 부분(10) 상에만 제공된다.In another exemplary embodiment, as shown in the top cross-sectional view of the solar cell module in FIG. 5A , the
도 5c 및 도 5d에 도시된 다른 예시적인 실시예에서, 활성 층(53)은 불연속적일 수 있고, 제1 및 제2 전극은 제1 및 제2 기판 부분(10, 20) 상의 인접한 전극의 갭(54) 내에 배치된 전기 전도체(55)를 통해 연결될 수 있다. 이 경우, 접착제 재료는 제1 기판 부분(10) 및 제2 기판 부분(20)의 제1 활성 층(531) 및/또는 제2 활성층(도시되지 않음) 상에 배치될 수 있다. 선택적으로, 접착제 재료는 모듈의 기능성에 영향을 주지 않도록 태양광 전지의 작동 파장 내에서 투명하다.5C and 5D , the
도 5d에 도시된 또 다른 예에서, 도 5c의 동일한 태양광 전지 모듈(6)에서, 접착제 재료의 불연속 부분(51)은 접촉 전극(56a, 66b) 사이의 갭(54), 제1 활성층 및 버스 바 접점(57a, 57b) 사이의 갭(54) 또는 접촉 전극(56a, 66b) 및 버스 바 접점(57a, 57b) 사이의 갭(54) 내에 배치될 수 있다.In another example shown in FIG. 5D , in the same
당업자는 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 본원 명세서에 설명된 실시예들의 다수의 수정이 가능하다는 것을 인식한다. 예를 들어, 사용된 복수의 접착제 재료의 스트라이프는 위의 예에서 설명된 것보다 기하학적 형상 및 배치뿐만 아니라 임의의 다른 위치에서 기판 상에 적용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 전극과 같은 태양광 전지 유닛의 다른 구성 요소는 예를 들어, 도면들에 도시된 것과 다른 임의의 곡률을 가질 수 있다. 이들은 또한 이들의 가장 긴 연장부가 x- 방향과 z-방향 사이의 임의의 방향에 있도록 증착될 수 있다. 이들은 기판의 가장 긴 연장부에 평행하거나 수직일 필요가 없다. 당업자는 또한 다른 전도성 또는 반도체 재료가 전극 또는 태양광 전지 모듈의 활성 층으로 사용될 수 있음을 인식한다.Those skilled in the art will recognize that many modifications of the embodiments described herein are possible without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims. For example, a plurality of stripes of adhesive material used may be applied on the substrate in any other location, as well as geometric shapes and arrangements, than those described in the examples above. Also, other components of the solar cell unit, such as the first and second electrodes, may have any curvature other than those shown in the figures, for example. They may also be deposited such that their longest extension is in any direction between the x-direction and the z-direction. They need not be parallel or perpendicular to the longest extension of the substrate. Those skilled in the art will also recognize that other conductive or semiconducting materials may be used as the active layer of the electrode or solar cell module.
Claims (15)
제1 및 제2 기판은 가요성이고 롤 투 롤 인쇄에 적합하며, 상기 태양광 전지 시트는 하나 이상의 자급형 태양광 전지 유닛을 또한 포함하고, 각각의 자급형 태양광 전지 유닛은 하나 이상의 태양광 전지 모듈을 포함하며, 각각의 태양광 전지 모듈은 복수의 직렬 연결된 태양광 전지를 포함하고,
상기 각각의 태양광 전지 모듈은,
상기 제1 가요성 기판의 제1 기판 부분 및 상기 제2 기판의 제2 기판 부분,
상기 제1 및 제2 기판 부분 사이에 배치된 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극;
상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극 사이에 배치된 적어도 하나의 유기 활성 층을 포함하고,
제1 접착제 재료의 연속 또는 불연속 부분은 상기 태양광 전지 유닛 각각을 둘러싸고, 상기 제1 접착제 재료의 두께는 최대 10㎛인 것을 특징으로 하는 태양광 전지 시트.A solar cell sheet comprising a first and a second substrate,
The first and second substrates are flexible and suitable for roll to roll printing, the solar cell sheet also comprising one or more self-contained solar cell units, each self-contained solar cell unit comprising one or more solar cells A cell module comprising: each photovoltaic cell module comprising a plurality of series-connected photovoltaic cells;
Each of the solar cell modules,
a first substrate portion of the first flexible substrate and a second substrate portion of the second substrate;
a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes disposed between the first and second substrate portions;
at least one organic active layer disposed between the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes;
A continuous or discontinuous portion of a first adhesive material surrounds each of the solar cell units, and the thickness of the first adhesive material is at most 10 μm.
제2 비-전도성 접착제 재료의 복수의 불연속 부분이 상기 각각의 태양광 전지 모듈 내에 공간적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광 전지 시트.According to claim 1,
and a plurality of discrete portions of a second non-conductive adhesive material are spatially disposed within said respective solar cell module.
상기 제1 접착제 재료는 전도성 또는 비-전도성이고, 및/또는 상기 제1 접착 재료는 적어도 부분적으로 외부 및 내부 라인을 포함하며, 선택적으로 상기 외부 및 내부 라인 중 하나는 다른 라인에 비해 소수성이고, 선택적으로 상기 외부 및 내부 라인 중 다른 라인은 다른 라인에 비해 높은 산소 투과성을 갖는 것을 특징으로 하는 태양광 전지 시트.According to any one of the preceding claims,
the first adhesive material is conductive or non-conductive, and/or the first adhesive material at least partially comprises an outer and an inner line, optionally one of the outer and inner lines is hydrophobic relative to the other line, Optionally, the other of the outer and inner lines is a solar cell sheet, characterized in that it has a higher oxygen permeability than the other lines.
상기 제1 및/또는 상기 제2 접착제 재료는 소수성 접착제 재료인 것을 특징으로 하는 태양광 전지 시트.4. The method of claim 2 or 3,
The photovoltaic cell sheet, characterized in that the first and/or the second adhesive material is a hydrophobic adhesive material.
상기 제1 접착제 재료의 두께는 적어도 10nm인 것을 특징으로 하는 태양광 전지 시트.According to any one of the preceding claims,
wherein the thickness of the first adhesive material is at least 10 nm.
상기 제1 접착제 재료의 폭은 적어도 10μm 및/또는 최대 0.1mm인 것을 특징으로 하는 태양광 전지 시트.According to any one of the preceding claims,
A photovoltaic cell sheet, characterized in that the width of the first adhesive material is at least 10 μm and/or at most 0.1 mm.
상기 적어도 하나의 태양광 전지 모듈 각각은 상기 제1 접착제 재료의 연속 또는 불연속 부분에 의해 둘러싸이고/한정되는 것을 특징으로 하는 태양광 전지 시트.According to any one of the preceding claims,
wherein each of said at least one solar cell module is surrounded/delimited by a continuous or discontinuous portion of said first adhesive material.
상기 제2 접착제 층은 불연속적이고, 태양광 전지 모듈 내에서 덮힌 면적과 덮이지 않은 면적 사이의 비율은 적어도 1% 또는 적어도 10% 또는 적어도 20% 및/또는 최대 40% 또는 최대 30% 또는 최대 25%인 것을 특징으로 하는 태양광 전지 시트.8. The method according to any one of claims 2 to 7,
the second adhesive layer is discontinuous and the ratio between covered and uncovered areas within the solar cell module is at least 1% or at least 10% or at least 20% and/or at most 40% or at most 30% or at most 25 %, characterized in that the solar cell sheet.
상기 제2 접착제 재료는 상기 적어도 하나의 유기 활성 층의 파장 범위 내에서 광학적으로 투명하거나 또는 반-투명한 것을 특징으로 하는 태양광 전지 시트.According to any one of the preceding claims,
and the second adhesive material is optically transparent or semi-transparent within the wavelength range of the at least one organic active layer.
상기 태양광 전지 시트는 하나 이상의 자급형 태양광 전지 유닛을 포함하고, 각각의 자급형 태양광 전지 유닛은 하나 이상의 태양광 전지 모듈을 포함하며, 상기 방법은,
- 롤 투 롤 증착에 적합한 제1 및 제2 가요성 기판 부분을 제공하는 단계;
- 각각의 태양광 전지 모듈에 대해, 상기 제1 기판의 사전에 정해진 부분 상에 제1 전극 세트를 제공하는 단계, 상기 제2 기판의 사전에 정해진 부분 상에 제2 전극 세트를 제공하는 단계, 상기 제1 및 제2 전극 세트 중 하나에 제1 유기 활성 층을 제공하고, 선택적으로 상기 제1 및 제2 전극 세트 중 다른 하나에 제2 유기 활성 층을 제공하는 단계;
- 상기 제1 및/또는 제2 기판 상에 접착제 재료의 제1 층을 제공하는 단계로, 접착제 재료의 층은 연속적이거나 불연속적이며 상기 하나 이상의 태양광 전지 유닛 각각을 둘러싸는, 상기 제1 및/또는 제2 기판 상에 접착제 재료의 제1 층을 제공하는 단계;
- 접착제 재료의 제1 층이 제1 및 제2 기판을 서로 접착하고, 각각의 태양광 전지 모듈에 대해, 활성 층이 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 사이에 공간적으로 배치되고 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극과 전기적으로 접촉하도록 열과 압력을 이용하여 롤-투-롤 공정에서 상기 제1 및 상기 제2 기판 부분을 함께 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 전지 시트 제조 방법.A method for manufacturing a solar cell sheet, comprising:
The solar cell sheet includes one or more self-contained solar cell units, each self-contained solar cell unit includes one or more solar cell modules, the method comprising:
- providing first and second flexible substrate portions suitable for roll to roll deposition;
- for each solar cell module, providing a first set of electrodes on a predetermined portion of the first substrate, providing a second set of electrodes on a predetermined portion of the second substrate; providing a first organic active layer on one of the first and second sets of electrodes and optionally providing a second organic active layer on the other of the first and second sets of electrodes;
- providing a first layer of adhesive material on said first and/or second substrate, said layer of adhesive material being continuous or discontinuous and surrounding each of said one or more solar cell units; /or providing a first layer of adhesive material on the second substrate;
- a first layer of adhesive material adheres the first and second substrates to each other, and for each solar cell module, an active layer is spatially disposed between said plurality of first electrodes and said plurality of second electrodes; and laminating the first and second substrate portions together in a roll-to-roll process using heat and pressure to make electrical contact with the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes. A method for manufacturing a solar cell sheet.
상기 제1 접착제 재료의 두께는 상기 적층 후 최대 10㎛인 것을 특징으로 하는 태양광 전지 시트 제조 방법.11. The method of claim 10,
The thickness of the first adhesive material is a solar cell sheet manufacturing method, characterized in that after the lamination up to 10㎛.
상기 방법은 상기 적어도 하나의 태양광 전지 모듈 각각에 상기 태양광 전지 모듈 내에 공간적으로 배치된 제2 비-전도성 접착제 재료의 복수의 불연속 부분을 제공하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 전지 시트 제조 방법.12. The method of claim 10 or 11,
The method further comprises providing to each of the at least one solar cell module a plurality of discrete portions of a second non-conductive adhesive material spatially disposed within the solar cell module. How to make a sheet.
상기 방법은 각각의 태양광 전지 모듈에 대해 제2 비-전도성 접착제 재료의 상기 복수의 불연속 부분이 상기 태양광 전지 모듈의 두 대향 부분을 서로 접착시키도록, 열 및 압력을 이용하여 롤-투-롤 공정에서 상기 제1 및 제2 기판 부분을 함께 적층하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 전지 시트 제조 방법.13. The method of claim 12,
The method uses heat and pressure to roll-to-roll such that for each solar cell module the plurality of discontinuous portions of a second non-conductive adhesive material adhere two opposing portions of the solar cell module to each other. and laminating the first and second substrate portions together in a roll process.
건조 후 상기 제1 및/또는 제2 접착제 재료의 폭은 적어도 10nm 및/또는 최대 1mm인 것을 특징으로 하는 태양광 전지 시트 제조 방법.14. The method according to any one of claims 10 to 13,
A method for manufacturing a solar cell sheet, characterized in that the width of the first and/or second adhesive material after drying is at least 10 nm and/or at most 1 mm.
상기 제1 접착제 층은 불연속적으로 적용되고, 제1 접착제 층의 최장 연장부를 따라 덮힌 면적과 덮이지 않은 면적 사이의 비율은 1% 내지 40%인 것을 특징으로 하는 태양광 전지 시트 제조 방법.15. The method according to any one of claims 10 to 14,
wherein the first adhesive layer is applied discontinuously, and the ratio between the covered area and the uncovered area along the longest extension of the first adhesive layer is between 1% and 40%.
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